模块化多电平功率放大器的损耗分析与散热设计

发布时间：2024-11-07 21:27

　　 开关功率放大器在民用和军事中,如电动振动试验台和电声发射系统等重要领域都有着广泛的应用。首先研究了一种模块化多电平结构的大功率开关功率放大器,介绍了其工作原理,并着重分析了模块化多电平开关功率放大器的热损耗,讨论了其损耗与负载功率大小以及功率因数的关系。然后根据理论分析结果,对模块化多电平开关功率放大器的散热系统进行了设计,并通过热仿真软件PLECS和有限元分析软件ANSYS对所设计的热系统进行了仿真验证。最后研制了30 kW的模块化多电平功率放大器样机,对理论分析和仿真分析结果进行了实验验证。

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

进一步研究功率放大器输出功率、输出频率和调制度对损耗的影响程度，得到不同工况下的系统损耗并计算效率，效率曲线如图7所示。图7(a）为不同功率等级下效率随输出频率变化的曲线，可以看出不同输出频率对效率影响不大，随着输出功率的增大，效率在不断增加，但功率随着功率增大的越多，效率增长的....

MM-SPA拓扑采用低压级联高压输出的结构，如图1所示，其功率单元进行模块化设计，每个功率单元模块由二极管整流器、DC/DC变换器以及H桥变换器3部分组成。功率单元内部由380V工频电源输入，经过二极管整流为直流，再经过隔离型高频DC/DC得到稳定的直流，最后经过H桥变换器转换....

装置采用载波移相SPWM，考虑死区的存在，在载波移相调制下，第i个模块的单个IGBT和单个二极管的占空比可以分别描述为式中：M为调制比；td为死区时间；λ为载波移相的角度，,n为模块数目。则第i个模块中单个IGBT和单个二极管的通态损耗Pcon＿T(i）和Pcon＿D(i）分别为

根据第2节中介绍的方法，在额定工况下分别计算功率单元模块3部分的损耗，结果如表1所示，可知，1个单元模块的损耗为242.85W，则9个模块的总损耗为2185.65W。为了验证理论计算的正确性，利用仿真软件PLECS搭建功放热模型得到相应的损耗值，PLECS的热模块可以快速估....

本文编号：4011758